“浮点计算只能在容差下判断“接近相关”。奇异值分解通过小奇异值度量这一接近程度;它解释数值秩,不能把某个软件阈值改写成数学上的无关定义。只记录哪些列子集无关,则得到可表示拟阵。”
形式陈述
设
这里检验的是带标号的列族,不能把数值相同的列合并成一个向量。例如两列都为
满足上述条件,就称
左乘可逆矩阵,也就是对
直觉
可表示拟阵只保留一组向量“哪些子集线性无关”的骨架,忘掉坐标值和依赖关系中的具体系数。它把线性无关的交换性质带入纯组合环境,同时允许不同向量配置在丢弃坐标后成为同一个拟阵。
域是表示数据的一部分。线性方程中的加法与标量会随域的特征变化,同一组组合依赖可能在一个域中实现、在另一个域中不可能实现。因此“可表示”不能在讨论特定表示性质时省略底域。
例子与边界
给无自环图的边任取方向,以顶点–边有向关联矩阵的列标记边;每列在边的起点为
Fano 拟阵可由
并非每个拟阵都可表示,Vámos 拟阵就是不能在任何域上表示的例子。即使一个拟阵可表示,不同表示也可能不具有投影等价性;“行变换和列缩放保持拟阵”是充分的不变操作,不是表示唯一性定理。
推论与应用
矩阵表示把拟阵秩变成列秩,把闭包变成线性张成内的已标号列,把回路变成极小线性相关列集。于是秩与闭包、回路都可用线性代数计算,同时仍保留图拟阵等组合例子的统一语言。
可表示性还连接编码理论,但必须区分矩阵约定。对有限域上的非零线性码
若
对表示矩阵的删列对应拟阵删除,对非 loop 元素的收缩可由基变换后删除相应行列实现。底域特征限制则把组合禁形与线性表示理论联系起来。
对偶的核矩阵证明令
参考资料
-
James Oxley,Briefly, What Is a Matroid?,§1:带标号列、回路公理及图拟阵的正则性;该简述陈述结果,详细证明见所列专著。
-
James Oxley, Matroid Theory, 2nd ed., Oxford University Press, 2011, Chapters 2 and 6.
-
Alexander Schrijver, Combinatorial Optimization: Polyhedra and Efficiency, Springer, 2003, Volume B, chapters on matroid representations.